硅粉改善水泥固化土强度特性的试验研究

以内蒙古河套灌区粉质黏土为研究对象,在水泥掺量一定的情况下,将硅粉作为水泥土的外掺剂,单掺硅粉含量从1%～5%进行试样重量对比及无侧限抗压强度试验,研究了硅粉对水泥土重量的影响及对水泥土无侧限抗压强度的变化规律,并且探讨分析了硅粉在水泥固化土中的作用机理,得出一些重要结论,为实际工程的应用提供科学依据。     

秦沈客运专线辽中路段路堤填料的改良

秦沈客运专线辽中段地处辽河平原，路堤填料就近只有冲积细砂和粉黏土，用作路堤填料时，粉黏土黏粒含量差异大，影响填筑土体强度和刚度，细纱的不均匀系数Cu和曲率系数Cc均不符合设计要求，通过现场填筑试验在粉黏土中掺粗砂20％，细砂按1：1掺圆砾进行填筑，可满足专线路堤填料要求。     

循环流化床粉煤灰固化红黏土研究

以滇南某循环流化床电厂粉煤灰和当地红黏土为原料,研究了红黏土中流化床粉煤灰不同掺量对固化土抗压强度、线性膨胀率的影响规律。研究结果表明:本试验所用的粉煤灰可替代传统二灰料固化红黏土应用于公路工程中;红黏土中粉煤灰掺量30%、用水量65%制备的固化土,其抗压强度满足所有等级道路基层强度标准;采用潮湿养护方式更有利于固化土抗压强度发展。     

细粒物质变化对风积沙击实特性的影响

受风蚀及风积作用的影响,风积沙中的细粒物质,包括粉粒与黏粒,是最易变化且变化最大的组分。为了研究它们对风积沙击实特性的影响,在风积沙中掺配不同比例的粉粒与黏粒,进行击实试验。试验结果表明,风积沙击实曲线的起点,即含水量为零或接近于零时的击实干密度,主要由级配决定,级配好则击实曲线的起点高,亦即干密度较大。而粉粒与黏粒的含量则决定着击实曲线走势,其中包括是否具有干压实特性。随着粉粒与黏粒含量由低到高,在一个较宽的区间范围内(掺配粉土时为≤40%,掺配黏土时为≤30%),级配的改善使得击实曲线总体上走高,干压实效果仍然比较明显。该试验对风积沙路基干压实工艺在实际工作中的推广与运用是非常有利的。     

初始状态对粉土强度的影响试验研究

粉土因黏粒含量不高存在强度偏低等工程问题。通过制备不同初始状态(干密度、含水量)的粉土,进行了剪切试验。探讨了初始状态对其强度指标的影响规律,并且也研究了水泥改良粉土的干密度对其强度的影响。结果表明,粉土的黏聚力受密实度和含水量的影响最大,随含水量的变化黏聚力呈现驼峰状,总体说来压实度低相应的黏聚力也就较小。同等条件下掺4%的水泥以后粉土的强度得到了较大的提高,内摩擦角提高了2倍和黏聚力提高4倍左右。     

水泥基粉煤灰粉土气泡混合轻质土性能研究

以粉煤灰和粉土部分替代水泥制备气泡混合轻质土,研究水固比、引气剂掺量、粉土掺量、养护龄期及养护条件对无侧限抗压强度影响和轻质土抗干湿循环性能。结果表明:降低水固比能够增大抗压强度;湿密度由 1 000 kg/m3增大至1 200 kg/m3,28天抗压强度提高了37 %;随着粉土掺量增大,抗压强度降低;提高养护温度可提高早期抗压强度;制备的轻质土抗干湿循环性能较好。     

石灰粉煤灰加固低液限粉土性能研究

针对低液限粉土孔隙小、透水性弱、结构性差、含毛细水等导致稳定性差的问题。通过对低液限粉土进行物理、力学性质试验,取得基本的研究参数;通过无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验、抗压回弹模量试验,对石灰粉煤灰加固低液限粉土的稳定性能进行了系统研究,并推荐低液限粉土的最佳稳定加固方案;从物理、化学等方面对其加固机理和影响因素进行研究。试验结果表明：随着石灰粉煤灰掺量的增加,试件各个龄期的无侧限抗压强度不断增加;影响低液限粉土最佳加固方案的因素有粒组含量、土粒级配、塑性指数等;粘粒含量和塑性指数对石灰粉煤灰稳定低液限粉土的稳定效果有显著影响,石灰粉煤灰对粘粒含量高、塑性指数小的低液限粉土的稳定效果相对较好。     

潮湿路基水泥改良细粒土的无侧限抗压强度

针对国内南方潮湿路基设计与施工的相关问题,选取新建公路路基的粉土、黏土及淤泥质土等3种典型土样作为研究对象,采用水泥处治技术进行改良,分析不同含水率、水泥掺量及养生龄期对3种土样无侧限抗压强度的影响.研究结果表明:对3种土样而言,含水率与无侧限抗压强度成反比关系;水泥掺量与无侧限抗压强度成正比关系;龄期在7～14 d内...     

乳化沥青复合稳定粉土的强度和水稳定性初探

黄泛区粉土的黏粒含量少,结构性差,它的稳定一直是工程领域难题.采用复合稳定的思路,研究了乳化沥青与水泥、粉煤灰复合稳定粉土的强度性质和耐水破坏能力。试验表明:乳化沥青稳定粉土时,可以在土体中形成一定比例的人造黏粒,为土体带来了稳定的沥青胶凝结构,既保证了试验试件的成型,也带来了一定的初期强度和水稳定性.利用乳化沥青和水泥复合稳定粉土时,抗压强度和水稳系数得到了良好的改善,抗压强度与养生时间遵循对数关系,其1 d强度形成较快,可达土体7 d强度的69%～77%;水稳定性可以达到粉煤灰、水泥综合稳定土的两倍以上.当添加粉煤灰进行综合稳定时,乳化沥青的类型和p H环境对稳定效果有明显的影响,只有阴离子乳化沥青才可以发挥粉煤灰的作用,使稳定土体的抗压强度大为改善。     

风化砂改良膨胀土强度特性试验研究

结合湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程,风化砂改良膨胀土路基施工项目,对掺入不同比例风化砂的膨胀土进行了直剪试验、无侧限抗压强度试验、CBR试验和回弹模量试验,探讨不同掺砂比例对强度指标的影响及其变化规律.试验研究结果表明,掺砂能改善膨胀土的力学强度性能,掺砂之后的膨胀土的强度指标可以达到路基材料的要求;掺砂对内摩擦角的影响较小,对CBR值的影响较大,黏聚力、无侧限抗压强度和回弹模量随着掺砂比例的改变而改变;随着掺砂比例增大,内摩擦角增大,CBR值增大,黏聚力、无侧限抗压强度和回弹模量先增大后减小;随着掺砂量的增加,内摩擦角增大的趋势先快后慢,CBR值和黏聚力的变化趋势出现波动,无侧限抗压强度和回弹模量的变化趋势由快逐渐趋于平稳.     

基于微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)改善淤泥质土强度

采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)对淤泥质土进行处理,用于提高淤泥质土的强度。以武汉东湖淤泥为研究对象,对MICP改性淤泥质土进行快剪试验与固结快剪试验。试验结果表明:MICP改性淤泥质土能增大淤泥质土的内摩擦角,对其黏聚力改变较小;MICP改性淤泥质土,胶结液浓度在1mol/L时对土体内摩擦角提高效果最好,快剪试验中MICP改性淤泥质土的内摩擦角从素土的8.54°提升至23.18°,提升了171.4%;固结快剪试验中MICP改性淤泥质土的摩擦角从15.96°提升至25.36°,提升了58.9%;MICP改性淤泥质土,生成碳酸盐沉积把土体小颗粒胶结成大颗粒,提高了土体大颗粒的质量分数。     

杭州地铁冻结工程冻土力学特性试验研究

为保证冻结工程及隧道施工的顺利进行,以杭州地铁1号线滨江站至富春路站区间盾构过江隧道联络通道为例,对冻土体无侧限抗压、抗弯强度以及破坏挠度等进行试验研究。根据试验数据分析并结合理论计算可得到以下结论:在-10℃下各土层无侧限抗压强度为2.9～5.9 MPa,强度得到大幅度提高;破坏应变以及破坏挠度满足施工要求;相比之下冻结粉砂的抗压强度最大,淤泥质粉质黏土破坏应变较其他层土大;圆砾和粉砂的抗弯强度增幅明显,达到8 MPa以上,淤泥质粉质黏土和粉质黏土的冻土抗弯强度可以增强到4.0～5.5 MPa;淤泥质粉质黏土、粉质黏土和粉砂的破坏挠度相当,冻结圆砾土的挠度最小。     

破碎岩体注浆加固后的力学特性研究（双语出版）

基于理论分析建立破碎岩体注浆加固体力学模型,通过室内试验制作加固体试样并开展单轴抗压试验,分析破碎岩体含量、破碎程度、界面粗糙程度以及注浆材料黏结性能等因素对加固体强度的影响。试验表明：注浆加固体试样在单轴压缩破坏过程中,其内部石块基本保持完整性,破坏主要产生在交界面以及注浆材料内部;当V_BP较大时,在碎石体的阻隔作用下,破裂面无法一次性产生,且多为剪切型破坏;当V_BP较小时,压缩破坏过程中直接形成了上下贯通的破裂面,且多为拉断型破坏;对于未加固的破碎岩体,其强度随V_BP增加而减小,且强度离散程度较大;加固后其强度随V_BP的增大而增大,整体强度大幅提高,同时呈现出明显的线性相关性;加固体强度随碎石数量的增加而减小,二者的线性相关性不显著;加固体强度随着注浆材料黏结强度的增加而增加,随交界面体密度的增加而减小;交界面体密度与黏结强度相互影响,总体强度是二者耦合作用的结果。基于加固体力学模型以及单轴抗压试验数据提出了加固体强度计算公式,该公式考虑了破碎岩体含量、破碎程度、界面粗糙程度以及注浆材料黏结性能等因素对加固体强度的影响。通过与实际试验数据比较,证明了该公式可以较好地对破碎岩体加固强度进行预测。     

既有铁路路基挤密桩加固中水泥改良土特性试验研究

对宁启铁路中某段现场的粉质黏土进行室内试验，采用的水泥掺入比分别为4%，7%，10%，13%。对水泥改良土样进行分组击实、养护及无侧限抗压强度试验，获得了不同水泥掺入比改良土的击实特性及力学特性。试验结果表明:水泥掺入比对改良土的最优含水率及最大干密度影响不大，可依据原路基粉质黏土填料的压实标准作为控制水泥改良粉质黏土的压实标准。水泥改良粉质黏土的最优水泥掺入比是10%，7天的养护期即可满足现场施工挤密桩加固不低于1 MPa的要求。     

低液限粉质黏土最大主应力差与含水率关系特征研究

粉质黏土天然孔隙比大,压缩性高,盾构施工中,经常会遇到粘附刀盘和地表沉降过大等问题。研究粉质黏土最大主应力差与含水率的关系,对减小刀盘粘附和控制地表沉降具有重要的意义。试验研究了应力水平和应力路径对主应力差关系特征的影响,获得了不同围压条件下土的抗剪强度的变化规律。结果表明:土样破坏特征为明显的鼓型破坏;粉质黏土对于含水率的变化非常敏感,2%含水率的变化都会使粉质黏土的强度发生明显改变;拟合出可用于估算一般低液限粉质黏土最大主应力差的经验公式。     

不同含水率下石灰改良红层泥岩土的力学特性试验研究

为掌握不同含水率下石灰改良黔张常高铁地区红层泥岩的力学特性,对红层泥岩及其石灰改良土进行了击实试验,随后考虑最优含水率和饱和含水率进行了无侧限抗压,CBR,直剪等力学试验,结果表明:随石灰掺量增加,改良红层泥岩的最优含水率逐渐增大,而最大干密度则逐渐减小.石灰对红层泥岩土的强度和承载力有显著改善,但改善效果与红层泥岩土自身的含水率有关.饱和状态下,石灰掺量增加,对CBR值和黏聚力改善的效果越好,但对无侧限抗压强度和内摩擦角改善效果的增幅不如前者明显;最优含水率下,石灰掺量越高,无侧限抗压强度、黏聚力和CBR值逐渐增加,但对内摩擦角的改善效果并不明显,且当石灰掺量超过6％时,其内摩擦角略有减小.最终推荐利用石灰改良黔张常地区红层泥岩时最优掺比为6％.     

重载铁路粉质黏土填料回弹模量及预估模型研究

以朔黄铁路广泛应用的粉质黏土填料为研究对象,采用杠杆仪法测定粉质黏土的回弹模量,研究含水率和干密度对重载铁路路基填料回弹模量的影响。研究表明：路基土体的回弹模量随干密度的增大而增大,随含水率的增大而减小;相比于干密度,土体的回弹模量对于含水率更敏感;提出可考虑含水率和干密度影响的路基基床土体弹性模量预估模型;通过实际铁路路基监测数据,验证模型在预估路基弹性变形方面的有效性。研究结果对于在外荷载和雨水联合作用下,进一步认识粉质黏土填料路基的弹性变形特性、状态评估与加固强化设计,具有参考价值。     

冻融条件下盐渍土抗剪强度特性试验研究

通过对新疆岳普湖~英吉沙公路及和硕~库尔勒高速公路沿线的天然盐渍土室内基本性质试验分析,选取典型天然盐渍土,在开放系统中进行反复冻融循环条件下的试验,从土类角度研究了天然盐渍土在多次冻融循环时的强度变化特征。试验结果表明:经多次冻融循环,低液限粘土试样粘聚力自下而上线性减小,内摩擦角呈S形分布;含砂低液限粘土试样冻融循环过程中,试样粘聚力呈反S形分布,内摩擦角均呈S形分布;低液限粉土试样各层土粘聚力随着冻融循环次数的增加逐渐减小,各土层内摩擦角随着冻融循环次数的增加而减小。     

橡胶-水泥稳定碎石持强增韧特性研究

为了增加水泥稳定碎石半刚性基层材料的韧性，有效提高其抗裂性能，以减少因基层开裂引起的路面反射裂缝，以粒径为2.36~4.75 mm的橡胶颗粒等体积替换同粒径的集料，制备了持强增韧型橡胶-水泥稳定碎石材料。橡胶颗粒掺量分别为该粒径集料总体积的38%、57%、76%和95%。采用材料试验系统（MTS）开展了7 d无侧限抗压强度试验、四点弯曲强度试验和劈裂强度与模量试验，揭示了无侧限抗压强度、最大劈裂与弯拉应变及劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的变化规律，提出了一种强度满足规范要求、模量可调控的水泥稳定碎石材料制备方法。研究结果表明：橡胶-水泥稳定碎石的7 d无侧限抗压强度随橡胶颗粒掺量的增加而减小，且两者呈幂函数关系，当掺量在80%以下时可满足规范中的强度要求；最大劈裂应变随橡胶颗粒掺量的增加而逐渐增大，在保证强度的基础上，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的1.9倍，而弯拉应变则先增大后减小，在保证设计强度的前提下，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的3.79倍；劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的增加而减小，两者呈幂函数关系；橡胶-水泥稳定碎石的韧性较传统水泥稳定碎石显著增强，从而提高了其作为半刚性基层材料的抗裂性能；橡胶颗粒的掺入使水泥稳定碎石在保证强度的前提下，实现了破坏应变显著增大（即断裂能显著增大）、模量可调可设计的功能。